城市是一個復雜的開放性系統，既包括建筑、道路、管網等基礎設施，也包括人車物等各類主體，更涵蓋水電氣等各種要素。

隨著城市快速發展、規模不斷擴張，各種數據信息在空間上縱橫交錯，由此帶來的交通擁堵、環境污染、資源緊張等問題也越來越突出，給城市治理帶來諸多挑戰。應用科技手段來提高城市治理效率、打造智慧城市，已經成為現代城市發展的必然選擇。

隨著數字化、智能化技術的發展，智慧城市建設進程的加快，作為一種新型的數字化技術——數字孿生技術飛速發展，並為城市的規劃建設和治理管理帶來新思路、新方案。數字孿生技術通過對物理上的城市要素進行數字化處理，在虛擬的數字空間構造出與現實城市完全對應的“副本”，這就是數字孿生城市。

在數字孿生城市與現實世界實時映射、虛實交互的過程中，通過對數字“副本”的調控，現實城市變得更“聰明”，城市治理變“智理”。

在數字孿生城市中，城市中的各類對象或要素均映射到數字空間中，並在運行過程中留下數據和信息。借助大數據、雲計算、人工智能等新一代信息技術的綜合集成應用，這些數據信息得以為城市的交通信號控制優化、電熱能源調度、重大項目周期管理、基礎設施選址建設等提供指引。此外，數字孿生城市在模擬仿真、實時分析等方面的應用還可以對城市運行過程中的潛在風險提供智能預警和對策建議。

事實上，數字孿生城市已在不少地方落地，幫助城市極大提升了治理效能。比如，濟南的四維地質環境可視化信息系統平台，可以通過自動“剖切”提供有關軌道交通沿線的地層結構、岩性、岩溶發育特征等信息，幫助我們更好作出軌道交通線路適宜性分析﹔上海楊浦大橋的數字孿生項目可對各類橋梁設施病害實施“智能巡查、自動派單、及時處置、智能確認”的閉環管理﹔蘇州通過對古建筑全方位、高精度現狀信息的留存，為其保護和修繕提供支撐﹔北京市西城區城市管委會通過“綜合交通治理輔助決策系統”，使高峰期的人民醫院車輛排隊時間從1個多小時減至10分鐘……

數字孿生城市既是實現數字化治理和發展數字經濟的重要載體，也是未來城市提升長期競爭力，實現城市可持續發展的關鍵。《“十四五”數字經濟發展規劃》提出，“完善城市信息模型平台和運行管理服務平台，因地制宜構建數字孿生城市”。當前，國內眾多城市提出了建設數字孿生城市的目標，但是挑戰仍然存在。比如在數據方面，數字孿生城市數據類型多、體量大，對於平台的支撐能力、網絡帶寬等都是考驗。此外，在數據共享、標准體系建設、資金投入等方面，也存在亟待解決的問題。

數字孿生技術為解決城市治理問題提供了“鑰匙”，但現實城市存在的基礎設施建設、生態環境保護以及教育、養老、醫療等民生問題，不能僅依賴數字孿生技術解決。在建設數字孿生城市的過程中，需要積極推進物理空間和數字空間一體建設、協同發展，讓技術手段和人文關懷共同進步、相得益彰，讓數字孿生城市在不斷滿足人民日益增長的美好生活需要方向上向前發展。

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